DE4129508C2 - Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen - Google Patents
Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei DruckmittelquellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Versorgung
eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung zielt insbesondere auf
eine Ventilanordnung für eine Bagger-Steuerung
ab, bei der der Drehwerksmotor von einer Konstantpumpe ver
hältnismäßig geringer Leistung mit Druckmittel versorgt wird
und die übrigen Verbraucher des Baggers an eine Verstell
pumpe angeschlossen sind. Dabei kann es sich um eine Ver
stellpumpe mit load-sensing handeln, deren Fördervolumen
abhängig von dem an einem der Verbraucher jeweils auftreten
den höchsten Lastdruck gesteuert wird. Soll nachdem Anfah
ren des Drehwerkmotors dessen Drehzahl weiter erhöht werden
und reicht der von der Konstantpumpe gelieferte Volumenstrom
nicht aus, so soll ein verhältnismäßig geringer Anteil des
Fördervolumens der Verstellpumpe zu dem Drehwerksmotor ge
führt werden.
Auch wenn es sich bei den vorstehend geschilderten Verhält
nissen um einen speziellen Fall handelt, so tritt doch häu
fig die Notwendigkeit auf, in eine Druckmittelversorgung
eines oder mehrerer Verbraucher zusätzlich Druckmittel aus
einer zweiten Druckmittelquelle einzuspeisen.
Hierzu ist es bekannt (DE 32 22 106 C2), die Einspeisung von
zusätzlichem Druckmittel einer zweiten Pumpe abhängig vom
Druckunterschied an einer Drossel vorzunehmen, die im Druck
mittelweg zum Wegeventil eines Verbrauchers liegt, zu dessen
Betätigung die Zuschaltung der zweiten Pumpe erforderlich
ist, die abhängig vom Druckunterschied an dieser Drossel mit
Hilfe eines Schaltventils erfolgt, das im Neutralumlaufkanal
der zweiten Pumpe angeordnet ist. Bei einer anderen bekann
ten Hydraulikanlage (DE 34 22 205 A1) sind zwei Pumpen zur
Versorgung je eines Hydraulikkreises vorgesehen. Über eine
Druckwaage in dem ersten Kreis kann bei Bedarf zusätzliches
Druckmittel in den zweiten Kreis eingespeist werden.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ven
tilanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange
gebenen Art so auszubilden, daß die Einspeisung von zusätz
lichem Druckmittel volumenmäßig in einfacher Weise steuerbar
ist und das Zuschalten der Einspeisung automatisch erfolgt.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das aus einem Stromregelventil und einem Schaltventil beste
hende Einspeiseventil kann automatisch bei Betätigung des
Wegeventils für den mit zusätzlichem Druckmittel zu beauf
schlagenden Verbraucher geöffnet werden, arbeitet betriebs
sicher und läßt sich in einfacher Weise in einem Ventilblock
vereinigen, der an dem Wegeventil für den Verbraucher ange
flanscht werden kann. Selbstverständlich sind auch andere
Bauformen für das Einspeiseventil möglich, wenn die Verbin
dung zwischen dem Einspeiseventil und dem Wegeventil über
Rohrleitungen erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand
der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der die Ven
tilanordnung schematisch dargestellt ist.
Eine Konstantpumpe 1 speist Druckmittel über einen Wegeven
tilblock 2 zu einem hydraulischen Motor 3, der beispiels
weise als Antrieb für das Drehwerk eines Baggers dient. Die
Anschlüsse des Wegeventilblocks 2 sind mit P zum Anschluß
der Pumpe, T zum Anschluß an einen Tank und A1, B1 als An
schlüsse für die zum Motor 3 führenden Arbeitsleitungen
bezeichnet. Ferner weist der Block 2 Anschlüsse a1 und b1
für einen Vorsteuerventilblock 4 auf, an dem ein Vor
steuerdruck einstellbar ist, der zur Betätigung des Wege
ventils 5 dient, um die Druckmittelwege zwischen der Kon
stantpumpe 1, dem Tank T in beiden Drehrichtungen des Motors
3 zu steuern.
Eine Verstellpumpe 6 mit Verstelleinrichtung 7 zur Einstel
lung des Fördervolumens der Pumpe 6 ist über eine Speise
leitung 8 an den Anschluß P eines Einspeiseventils 10 ge
führt. Der Anschluß P′ am Auslaß des Einspeiseventils 10 ist
mit der zum Wegeventil 5 führenden Druckleitung 11 verbun
den, so daß stromauf des Wegeventils 5 die beiden Teilströme
der Pumpen 1 und 6 vereinigt werden, wenn das Einspeiseven
til 10 geöffnet ist.
An die Pumpendruckleitung 8 der Verstellpumpe 6 sind über
eine Zweigleitung 12 weitere Verbraucher 14 angeschlossen.
Hierfür ist ein nicht näher dargestelltes load-sensing-
System vorgesehen, d. h. die sich in diesen einzelnen Ver
braucher einstellenden Lastdrücke werden erfaßt und der je
weils höchste Lastdruck wird über eine Wechselventilkette
ausgewählt und über eine Steuerdruckleitung 15 bzw. 16 an
die Verstelleinrichtung 7 der Pumpe 6 geführt, um deren
Hubvolumen abhängig vom aufgetretenen höchsten Lastdruck
einzustellen. Ein derartiges load-sensing-System ist bekannt
und wird deshalb hier im einzelnen nicht weiter erläutert.
Das Einspeiseventil 10 besteht aus einem Zwei-Wege-Strom
regelventil 20 und einem Schaltventil 21, einer Meßblende 22
und einem Rückschlagventil 23 in der Speiseleitung 11 sowie
aus zwei Wechselventilen 24 und 25.
In der dargestellten Neutralstellung des Schaltventils 21
wirkt der Pumpendruck in der Leitung 8 der Verstellpumpe 6
über das Wechselventil 24 auf den Regelkolben der Druckwaa
ge 20 und hält diese in geschlossener Stellung. Dabei ist
der federseitige Steuerraum der Druckwaage 20 über eine
Leitung 26 und das Schaltventil 21 an den Anschluß T und
damit an den Tank geführt. In Öffnungsrichtung ist also der
Regelkolben der Druckwaage 20 druckentlastet.
Ist dagegen das Schaltventil 21 umgeschaltet, so wirkt der
Tankdruck über das Schaltventil 21 und das Wechselventil 24
auf der Steuerseite der Druckwaage 20, so daß die Druckwaa
ge 20 mittels der Kraft der Feder 28 öffnet. Der an der Meß
blende 22 auftretende Druckunterschied wirkt auf die Druck
waage 20 und zwar derart, daß der Druck stromab der Meßblen
de 22 den Regelkolben in Öffnungsrichtung und der Druckstrom
auf der Meßblende 22 über das Wechselventil 24 den Regelkol
ben in Schließrichtung beaufschlagt. Somit wird im geöffne
ten Zustand der Druckwaage 20 die Einspeisemenge durch die
Meßblende 22 bestimmt.
Der in dem load-sensing-System 14 auftretende höchste Last
druck gelangt über die Steuerleitung 15 zum Wechselventil 25
im Einspeiseventil 10, während der stromab der Meßblende 22
auftretende Druck, also der Lastdruck des Motors 3 ebenfalls
an das Wechselventil 25 geführt wird. Der jeweils höhere
Druck wird von dem Wechselventil ausgewählt und beaufschlagt
über die Steuerdruckleitung 16 die Verstelleinrichtung 7 der
Verstellpumpe 6.
Zum Umschalten des Schaltventils 21 ist in dem Ausführ
ungsbeispiel der sich in einer der Vorsteuerdruckleitungen
30, 31 einstellende Druck vorgesehen, der über ein Wechsel
ventil 32 über die Leitung 33 zum Schaltventil 21 geführt
wird. Erreicht also der Vorsteuerdruck zur Betätigung des
Wegeventils 5 einen bestimmten Wert, so wird das Schaltven
til 21 aus der Neutralstellung in die Schaltstellung zum
Einspeisen von zusätzlichem Druckmittel umgeschaltet.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Solange der am Vorsteuerdruckgeber 4 eingestellte Vor
steuerdruck unterhalb eines bestimmten Wertes ist, bleibt
das Schaltventil 21 in der dargestellten Neutralstellung, in
der der in der Leitung 8 der Verstellpumpe 6 herrschende
Druck P über das Schaltventil 21 und das Wechselventil 24
zur Druckwaage 20 gelangt und diese in der Schließstellung
hält. Dabei verhindert das Rückschlagventil 23, daß von der
Konstantpumpe 1 gefördertes Druckmittel zum Speiseventil 10
gelangt. So wird der Motor 3 mittels des Wegeventils 5 mit
dem von der Konstantpumpe 1 gelieferten Förderstrom betä
tigt.
Wird der Vorsteuerdruck am Geber 4 auf einen höheren Wert
eingestellt, also beispielsweise über 18 bar, um eine höhere
Drehzahl des Motors 3 zu erzielen, so wird automatisch das
Schaltventil 21 in die Speisestellung umgeschaltet. Dann
wird der Regelkolben der Druckwaage 20 zum Tank T hin
druckentlastet und die Druckwaage 20 öffnet, so daß sie ihre
Funktion erfüllen kann, insofern der von der Verstellpumpe 6
geförderte Arbeitsmittelstrom einen höheren Druck aufweist
als der Druck der Konstantpumpe 1. Die zur Einspeisung be
stimmte Regelmenge wird durch die Meßblende 22 bestimmt.
Über die Druckwaage 20 wird die Regelmenge, die über die
Meßblende 22 fließt, konstant gehalten. Der Lastdruck
stromab der Meßblende 22 gelangt über die Leitung 29 zum
Wechselventil 25 und dient somit im load-sensing-System als
Lastmeldung. Der Motor 3 erhält den Förderstrom der Kon
stantpumpe 1 und über das Einspeiseventil 10 einen Anteil
des Förderstroms der Verstellpumpe 6 und wird mit erhöhter
Drehzahl angetrieben.
Claims (16)
1. Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers
aus zwei Druckmittelquellen mit einem die Druckmittelwege
zwischen der ersten Druckmittelquelle, einem Tank und dem
Verbraucher steuernden Wegeventil und einem zwischen einer
zum Wegeventil führenden Einspeiseleitung und der zweiten
Druckmittelquelle angeordneten Einspeiseventil, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einspeiseventil (10) aus einem in
Öffnungsrichtung federbelasteten (28) Stromregelventil (20)
und einem Schaltventil (21) mit zwei Schaltstellungen be
steht, daß in einer Neutralstellung des Schaltventils (21)
der Regelkolben des Stromregelventils (20) in Schließrich
tung vom Druck der zweiten Druckmittelquelle (6) beauf
schlagt und in Öffnungsrichtung druckentlastet ist, und in
einer Einspeisestellung des Schaltventils (21) der Regel
kolben des Stromregelventils (20) in Schließrichtung druck
entlastet ist, und daß das Schaltventil (21) abhängig von
der Beaufschlagung des Verbrauchers (3) mit Druckmittel aus
der ersten Druckmittelquelle (1), die primär zur Versorgung
des Verbrauchers (3) vorgesehen ist, umschaltbar ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) eine Meßblende
(22) vorgesehen ist und daß der Regelkolben des Stromregel
ventils (20) in Schließrichtung vom Druck stromauf der Meß
blende und in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der Meß
blende beaufschlagt ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) zwischen
dem Stromregelventil (20) und dem Wegeventil (5) ein zur
ersten Druckmittelquelle (1) öffnendes Rückschlagventil
(23) vorgesehen ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) das Strom
regelventil (20), die Meßblende (22) und das Rückschlagven
til (23) in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem in Schließrichtung
des Stromregelventils (20) wirkenden Druck beaufschlagte
Steuerraum über ein Wechselventil (24) an die Leitung zwi
schen dem Stromregelventil (20) und der Meßblende (22) und
über das Schaltventil (21) an die zur zweiten Druckmittel
quelle (6) führende Leitung (8) angeschlossen ist.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (21) abhängig
von der Betätigung des Wegeventils (5) umschaltbar ist.
7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schaltventil (21) abhängig von einem das
Wegeventil (5) betätigenden Vorsteuerdruck umschaltbar ist.
8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schaltventil (21) bei Erreichen eines
vorbestimmten Vorsteuerdrucks umschaltbar ist.
9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelquelle (1)
eine Konstantpumpe ist.
10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckmittelquelle
(6) eine Verstellpumpe ist.
11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß an die Verstellpumpe (6) weitere Verbraucher
(14) angeschlossen sind.
12. Ventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Verstelleinrichtung (7) der Verstellpum
pe (6) vom jeweils höchsten Druck eines der Verbraucher (3,
14) beaufschlagt ist.
13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstelleinrichtung (7) über ein Wechsel
ventil (25) an einen den höchsten Lastdruck der weiteren
Verbraucher (14) führende Leitung (15) oder an die Einspei
seleitung (11) schaltbar ist.
14. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13
für einen Bagger, bei dem der Verbraucher (3) das Drehwerk
ist und die Verstellpumpe (6) die übrige hydraulische Aus
rüstung des Baggers versorgt.
15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil (20), das
Schaltventil (21), die Meßblende (22), das Rückschlagventil
(23) und die zwei Wechselventile (24, 25) in einem Einspei
seventilblock zusammengefaßt sind.
16. Ventilanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Einspeiseventilblock an einen das Wege
ventil (5) enthaltenden Wegeventilblock (2) angeflanscht
ist.
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